盾构机过风井施工方案.docx
《盾构机过风井施工方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《盾构机过风井施工方案.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
盾构机过风井施工方案
2.施工方案
2.1施工方案简述
一般来说盾构过中间风井有三种方法：
一是采用通常的盾构机过站方式，将盾构机拖至始发位置，安装反力架拼装负环使盾构机通过；二是采用拼装整环管片的形式通过；三是根据需要采用半环+整环的形式通过。
根据施工难易程度本次盾构过风井拟采用拼装半环+整环管片的方式通过，盾构进入风井后将利用此机会对盾构机进行维修。
2.2施工工作内容及施工顺序：
盾构机过中间风井是指从盾构机顺利贯通进入中间风井（也叫进洞）到盾构从风井二次始发脱出风井（也叫出洞）的整个施工过程。
其间工作内容包括：
施工前准备（洞门检查、洞门环板安装、接收托架安装定位等）、进出洞洞门位置复核测量、盾构推进进洞、盾构维修、临时管片拼装及加固、盾构风井二次始发等内容。
施工顺序如下图示：
图1盾构过中间风井施工工艺流程图
4.2盾构进洞
1、在盾构机到达洞门之前，必须提前做好以下准备工作：
a、安装洞门密圭寸装置（洞门密圭寸圈及B板在盾构机刀盘露头后安装，避免盾构机破洞时的混凝土块砸坏密封橡胶帘布）；
b、在中间风井西端洞门口准备好砂袋、水泵、水管、方木、风炮等应急物质和工具；
特别是作好破除围护桩的准备，保证盾构机及时进入中间风井；
c、准备好双液注浆泵及水玻璃、水泥各一批；
d、盾构机到达前，在接受托架导轨上预先涂抹油脂，减少盾体与钢轨的摩擦力。
2、在盾构机到达前50米对中间风井附近所有测量控制点进行一次整体、系统的控制测量复测和联测，对所有控制点的坐标进行精密、准确地平差计算，并对激光经纬仪复检
和盾构机机头位置人工测量。
盾构贯通前30米和10米对TCA壬架三维坐标进行人工复测。
破洞前30米盾构机姿态保持：
机头水平偏差0〜10mm机头竖直偏差0〜+10mm俯仰角、偏转角允许范围土2mm/m
3、在盾构机机头进入距中间风井围护桩15米范围后，首先减小推力、降低推进速度和刀盘转速并控制出土量。
无论在何种情况下，推进油缸压力不得大于100bar，且盾构机推进速度小于20mm/min在抵达围护桩的最后三环，须进一步减小推力、降低推进速度，
掘进速度控制在5〜10mm/min
4、中间风井洞门下方堆放一定量的砂包作为缓冲层，以便保护密封装置。
5、盾构进入中间风井后，洞门密封圈必须用钢丝绳拉紧。
4.3盾构机风井内维修
右线盾构进入风井后，组织机械、电气专业人员对盾体部件进行维护和检修。
计划工作内容包括：
刀盘耐磨条补焊、铰接密封更换。
计划用时15天，由机电部门制定具体维
修方案。
4.4盾构管片拼装
中间风井段管片排列方式如下图:
图5管片排列示意图
说明：
1、管片拼装方式采取全环之间拼装2环半环（A型）管片，依次拼装排列，半环的管片必须通缝拼装。
2、过风井段必须按照“管片排列方式图”进行管片选择和拼装。
3、图中1与11表示管片K块点位。
4.5中间风井管片支撑
图6管片支撑设置示意图
为保证盾构二次始发的第“零”环管片定位准确及盾构推进过程风井内临时管片不发
生移位，必须做好管片支撑措施。
管片支撑分为底部支撑、两侧支撑、顶部支撑三部分,详见上图。
1、底部支撑：
当管片脱出盾尾后，导轨与管片之间存在140mm可隙，每环垫4块木楔，防止管片下沉。
2、两侧支撑：
管片托架设置横向支撑，保证托架的稳定性。
管片脱出盾尾后，及时用木楔固定管片与托架间的空隙，防止管片向两侧偏移。
3、顶部支撑：
为了防止盾构推进过程管片上浮，在整环拼装的管片顶部设置竖向型钢支撑，支撑一端顶在管片顶部，另一端固定在中间风井负六层顶板。
4.6盾构在中间风井内推进
1、推进过程中刀盘不宜旋转，推进过程仅使用下部千斤顶（C组），推进速度控制在10〜20mm/min以内。
2、为防止盾构机在中间风井推进过程中旋转，在盾体两侧加焊防滚楔块；
3、盾构姿态由于托架固定时已确定，则盾构姿态应与托架一致。
4、推进过程要注意管片螺拴一定要及时进行复紧。
4.7盾构从中间风井二次始发
盾构机从中间风井再次始发所用反力由管片及支撑钢管共同提供，始发阶段总推力按500吨进行设计，上半部设计推力150吨，下半部设计推力350吨，因此在始发推进过程中必须注意：
1、中间风井内和出洞后5环千斤顶总推力应控制在500吨以内，速度控制在20mm/min
以内。
尤其上半部千斤顶总推力一定要控制在150吨以内。
2、推进过程中，千斤顶推力的调节应平稳，防止推力突变；
3、为防止盾构机推进过程中盾体滚动，在盾体上焊接防滚楔块；
4、每环管片脱出盾尾超过管环宽度一半时，在管环底部及时塞楔形方木；
5、在管环的3、9、12点位置设置方木撑以防管环整体松动；
&做好注浆工作，防止进入洞门后的最初几环管片下沉，必要时注双液浆；
7、加强出洞期间地面沉降的监测；
8、出洞前所拼装的管片均采用标准环，出洞时第一环（即为原1296环）K块位置应偏离顶点18°（11：
00位置）。
5.常见问题的预防和处理
1、进洞时，盾构机“撞头”
盾构推进根据洞门复测时的姿态实时调整掘进姿态贯通，当接收托架标高与洞门标高
一致，而刀盘比盾体大，这样容易出现盾构机“撞头”现象。
为了避免类似情况出现，本方案采取以下三条控制：
（1）控制盾构机进洞前的姿态，机头竖直偏差控制在0〜+10mm
（2）进洞处，接收托架控制标高比设计标高低50mm附图四中托架标高已对此加以考虑；
（3）在进洞时导台上方离洞门5米范围内铺满砂袋，防止贯通时洞门混凝土掉下来砸伤托架。
2、中间风井出洞时，盾构机“磕头”
始发推进过程，在盾构刀盘到达掌子面前，容易出现盾构机“磕头”现象。
对此本方案米取如下措施：
（1）托架定位时，出洞位置控制标咼咼于设计标咼30mm
（2）在洞门内环板至堵头墙之间，浇注斜坡形素砼导台。
6.测量监控
1、地面沉降监测：
（1）盾构机离进洞洞口前100-150米时，在左、右线地面隧道中线方向上一般每隔15米建立一个监测断面，在中间风井井口地面适当增加监测断面。
（2）测量频率：
盾构机前100米初值每天测量1次，盾构机头里程前后20米每日两次，盾构机出洞过程中加密监测，并及时反馈信息。
2、隧道主控导线、水准测量：
贯通前100m及50m时，对隧道主控导线、水准进行2次复核测量，保证测量托架和盾构机姿态的精度。
3、测量托架和盾构机姿态人工测量：
在出洞前，对测量托架仪器站和后视棱镜平面坐标和高程进行2次精密人工复核测量，对盾构机姿态进行3次人工精密测量。
5、洞门圈复核测量：
对中间风井洞门圈中心三维坐标进行和内径进行精密复核测量，确定洞门中心水平、垂直偏移值，对盾构机出洞滑行导轨中心和高程精密测量。
6盾构机出洞前姿态参数控制：
根据洞门圈水平、垂直偏移量调整盾构机刀盘中心姿态，保证顺利贯通。
7、在隧道贯通后，进行隧道贯通测量，对盾构机姿态多次人工复核；
8、在重新始发前，对始发导轨中心和高程进行精密定位：
在中间风井段，盾构机与线路中心的定位关系如下图所示。
考虑到始发时盾构机机头容易下行的特点，始发定位时，盾构机的始发中心宜比隧道设计中心高出30mm
7.人员设备投入
右线盾构过风井期间，成立盾构过风井施工领导小组，由项目经理任组长，项目总工任副组长，项目副经理、畐U总工负责各部门协调，特别是在风井围护桩破除期间要有技术人员现场值班，确保破桩施工安全有序进行。
盾构过风井期间拟投入的人力及机具设备如下：
劳动力投入表
序号
工种名称
人数（人）
1
围护桩破除（2班）
8
2
焊工
5
3
班长
2
4
测量工
2
5
电工
3
6
管理人员
20
7
充电工
2
8
管片安装
6
9
始发井地面司索工
4
10
井口协调
6
11
杂工
6
12
累计各班人数
63
主要施工设备表
序号
设备名称
单位
数量
规格型号
主要工作性能指标
1
电动空压机
台
2
2
砼喷射机
台
1
3
潜水泵
台
6
QS25X30-4:
4KW
4
汽车吊
台
1
50t
5
电焊机
台
4
BX300
24.5KVA
6
气割设备
:
套1
2
7
全站仪
台
1
莱卡TC402]
8
精密水准仪
台
1
苏光DSZ2
9
洞门低压照明
台
10
10
液压千斤顶
台
2
30t
8安全文明施工措施
1、安全生产技术保证措施
a.对参与本项工作的施工管理技术人员和工人进行专项安全交底，管理人员和工人
对盾构机过中间风井需要注意的事项必须清楚明确；
b.特殊作业人员包括门吊驾驶、电机车驾驶、电工、电焊工、司索工等必须在政府
指定机构进行专业培训，经考试合格后，持证上岗。
特种作业必须严格执行各种安全技术操作规程，确保安全施工。
C.班组在上岗前须进行班前安全交底、上岗检查、上岗记录。
d、员工遵章守纪、佩戴标记，严惩违章指挥、违章作业。
施工管理人员和操作工人
戴不同颜色符合国标要求的安全帽，以示区别：
施工管理人员带白色PAS防辐射的安全帽;生产班组人员戴黄色的安全帽。
e、风井围护桩破除作业时，要严格执行方案所要求的破除顺序及方法，破桩用的脚手架要搭设牢靠。
f、应急设备及材料必须到位后，方可进行围护桩的破除，破除过程发现土体异常应及时封闭工作面。
2、劳动保护安全措施
a.根据现场作业特点，项目部将给现场工人配备相应的劳保防护用品，如安全帽、水鞋、雨衣、工作服、手套、手灯、防尘面具、安全带等。
b.洞门环板及盾构机刀盘维修等高空作业的工序，作业时必须有人员监护，高处作业人员必须系好安全带，使用的梯子必须牢固并将上端头固定以防止滑动。
c.项目部设工地医疗室，出现紧急情况，做好现场救护和保卫工作，与附近人民医院协商、签定应急救护协议。
3、施工现场的安全措施
a.抓好现场施工安全管理，搞好文明施工，经常保持现场电线整齐。
灯明、路平、无积水，严格执行JGJ59—99的有关规定。
b.现场除应设置安全宣传标语牌外，危险地点悬挂危险标牌，夜间尤其是坑洞等还应设红灯示警。
c.加强风井基坑内通风，安装设置低噪音的通风设备减少遂道内的噪音和污染。
d.凡进入现场的人员，均要服从项目部现场管理人员的指挥，遵守各项安全生产管理制度，正确使用个人劳动防护用品。
禁止穿拖鞋、高跟鞋和光脚进入施工现场。
e.测量人员等临时出入施工现场的作业人员应正确使用劳动防护用品，遵守现场的
安全文明施工管理规定，预防物体打击和高处坠落事故；
f.风井空间狭小，动火作业必须做到“八不四要一清理”。
4、施工临时用电安全保证措施
a.在施工区、生活区和道路旁设置照明系统，且保证照明亮度。
在非作业地段和成洞区照明电压采用220V,在作业段采用低压照明，电压不得大于36V。
b.临时设施及变压器等外用电设施，严格遵守《施工现场临时用电安全技术规范》
（JGJ48-88）的有关规定采取有效的安全防护措施，包括增设屏障、遮栏、围栏或保护网
C.在工作区内高压电力线路的架设应顺直，电杆牢固稳定，保证绝缘良好。
施工中加强机具、电器设备的检查与维修，各种施工机械和电器设备均设置均设置开关箱，统一配置为“一机一闸一漏一箱”确保施工用电安全。
线路架设高度和照明度必须符合标准，严防运行机械损坏输电线路，防止机毁人伤。
5、施工机械和交通车辆的安全保证
a.施工机械及应急设备在使用前必须提前检查，确认设备处于可用状态，方可开始施工。
严禁报废机械设备进场作业。
b.所有机械驾驶的司机必须持证上岗，驾驶执照和各种证件应按时复审。
严禁无证开车或非当班司机开车。
c.对司机进行安全教育，严禁酒后开驾驶和违章操作。
9.施工进度计划及工期
按目前进度，右线盾构预计将于2005年9月23日到达中间风井。
右线盾构过风井期间的施工进度计划详见附图六：
市番区间右线盾构过中间风井施工进度计划。
10.应急准备及处理
10.1洞门围护桩破除过程，为加强对不可预见情况的预防和解决，特成立应急领导小组：
由项目经理任组长，项目总工任副组长，安全员、施工技术人员、施工工长任组员。
施工现场成立应急抢险队，发现紧急情况立即上报应急领导小组，并立即开始抢险。
10.2施工过程中，要加强监测工作和现场观测工作。
有失稳征兆时，及时采取措施，防患于未然，将失稳消除在萌芽之中。
10.3应急处理状态及方法：
一是围护桩与桩后土体间存在地下水通道，围护桩破开后,发生涌水涌泥现象；二是破桩过程，桩后土体产生局部失稳，造成塌方，引起地表下沉，危及建筑物安全；三是堵头墙施工完成后至盾构机再次始发前期间，由于土体失水造成桩后土体失稳，导致堵头墙坍塌，引发地面沉降。
1、桩后涌水、涌泥处理措施
1为防止围护桩后存在地下水通道，在围护桩破除前，已提前对东西侧洞门进行了超
前小导管及水平袖阀管加固，充分充填可能存在的水的通路。
避免桩体破除后，发生涌水、涌泥现象。
2围护桩破除前，按方案首先进行小范围试破，若桩体破除后仍出现涌水、涌泥情况时，首先应喷射砼进行封闭，打注浆小导管进行注浆，如果水量较大，喷射砼不起作用时，埋设泄水管将水集中一处先排，并用编织袋防砂流出。
其他部位喷砼封闭，纵向打设小导管进行双液注浆，最后将水封住。
同时加强地面监测。
如有超标沉降或沉降较显著的情况，在负四层位置施做水平袖阀管对建筑物及时进行加固。
2、桩后土体局部失稳、坍塌处理措施
1为防止围护桩破除后，土体局部失稳、坍塌情况的发生，围护桩破除施工时，采用分段分区破除，并且在每段破除时，先进行试破，观察桩后土体的情况，根据土体状况再决定是否继续进一步扩挖，开挖到位后及时封闭施工面，使施工部分的土体快速被支护起来，以避免塌方情况的出现。
对施工队进行塌方预防的教育培训，并设专门的技术人员值班，把现场的情况及时反馈到项目部。
加强监控量测工作，按规范要求指导施工。
2洞内塌方分为大面积塌方和局部小塌方两种，塌方的种类不同，处治方案亦不同。
围护桩破除前，项目部将对施工队进行专项交底，并做好破桩全程的监控，保证施工队严格执行方案破除要求，避免出现大面积塌方；对于局部小塌方，为避免扩大塌方面积，要及时挂网喷射砼封闭掌子面，并增设超前小导管注双液浆，工程中将及时处理，认真的控制小塌方的发生和扩大。
3、堵头墙失稳、坍塌处理措施
1为避免堵头墙在施工完毕后，因搁置时间过长，墙后土体受水浸泡软化、失稳，导致墙体受到的侧压力增大，墙体失稳、坍塌现象的发生。
一是在堵头墙施工过程中设置泄水管，以便使墙后土体承压水及时排除，达到固结土体的效果；二是在堵头墙施工完成至盾构机再次始发前，对墙体进行斜向临时支撑加固，保证墙体的稳定。
2加大对堵头墙的变形监测及地面监测，如有异常，及时采取加强措施。
4、现场应急准备常备物资：
1砼喷射机及相应强制式搅拌机1台（套）。
2喷射混凝土材料（水泥、砂、石子）到场。
3电、气焊机各1套。
41.0mX1.0m©6@15（X150mr钢冈筋网片15片。
5双液注浆泵1台。
6编织袋150只及沙袋若干。
7方木及木板若干。
8钢管及洞门支撑用工字钢到场。
总之，现场出现问题时，值班人员要及时发现，不管是洞内还是地面，都要果断处治,迅速上报和组织处理，将其影响减小到最低范围。
10.4破桩过程中如发生大面积土体坍塌，应立即疏散井下工作人员和地面建筑物的居民，同时启动项目部应急预案，调动人员、物资、车辆等资源进行紧急处理。
附件一：
钢管支撑体系计算
根据经验，过风井盾构机总推力控制在5000kN即可，那么在最大静摩擦力情况下，
千斤顶总推力也不可能超过9000kN。
设计计算考虑如下：
1.钢管支撑体系在上部1140范围，其余由砼管片提供反力，因此，钢管支撑总反力为：
（114/360）x9000kN=2850kN可以按照3000kN提供反力设计。
2.钢管支撑在管片截面上（厚300mm，为了防止施工过程中放置位置不理想而产生钢管偏压，要求钢管直径d宜大于150mm（实际采用©203x8钢管）。
3.推进过程中操作千斤顶的伸缩，有可能使1〜2根千斤顶同时对某根钢管施加较大的局部压力，如果按照9000kN总推力考虑，总共24个千斤顶，平均每2个千斤顶的局部施加压力为750kNo
4.钢管计算长度Io=2955mm钢管两端有垫板10mnX2X2以及软木衬垫2.5mmX2）
（见钢管支撑示意图2）o
钢管选用直径203mm厚度8mm钢材Q345材料截面规格和特性如下表：
直径d（mm）
壁厚t（mm）
截面面积A（cm）
I（cm4）
W（cni）
i（cm）
Kg/m
203
8
49.01
2333.37
229.89
6.9
38.47
=10/1=2955/4901=0.63
查表（钢结构设计规范a类截面），'=1
Ncrd=®Afy=1X49.01X100X315=1543.8kN>750kN满足条件3要求；
在108°范围内设置2根钢管：
N=1543.8X2=3087.6kN>3000kN,满足条件1要求。
钢管支撑布置见如下示意图：
/
:
移；
钢管支撑示意图2
升级会员 